RU2399793C1 - Facility for pumping burning gases under high pressure - Google Patents

Facility for pumping burning gases under high pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2399793C1
RU2399793C1 RU2009103352/06A RU2009103352A RU2399793C1 RU 2399793 C1 RU2399793 C1 RU 2399793C1 RU 2009103352/06 A RU2009103352/06 A RU 2009103352/06A RU 2009103352 A RU2009103352 A RU 2009103352A RU 2399793 C1 RU2399793 C1 RU 2399793C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
cylinder
pressure
valves
outlet
Prior art date
Application number
RU2009103352/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Юрьевич Лещев (RU)
Андрей Юрьевич Лещев
Михаил Георгиевич Кургузкин (RU)
Михаил Георгиевич Кургузкин
Алексей Матвеевич Липанов (RU)
Алексей Матвеевич Липанов
Сергей Юрьевич Попов (RU)
Сергей Юрьевич Попов
Дмитрий Михайлович Зорин (RU)
Дмитрий Михайлович Зорин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГАРАНТ-Экологические Технологии Энергоснабжения" ООО "ГАРАНТ-ЭТЭ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ГАРАНТ-Экологические Технологии Энергоснабжения" ООО "ГАРАНТ-ЭТЭ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГАРАНТ-Экологические Технологии Энергоснабжения" ООО "ГАРАНТ-ЭТЭ"
Priority to RU2009103352/06A priority Critical patent/RU2399793C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399793C1 publication Critical patent/RU2399793C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: facility consists of cylinder, of inlet and outlet gas valves, and of piston actuated with fluid. Inside the cylinder has a partition with a through orifice dividing the cylinder in two parts; pistons are installed in its each part; a plunger is inserted into the orifice of the partition. Each cavity of the cylinder is connected with an inlet main consisting of a hydraulic pump, electric valves and pressure sensors and with an outlet main consisting of electric valves and a drain tank. A sensor of ultimate end position of the piston is installed in the case of the cylinder. All sensors and electric hydraulic valves are coupled with a control processor. From the side of inlet and outlet valves of gas there is installed a sensor of end left position of the piston instead of the second pressure sensor. Ratio of plunger cross section area to area of the piston is within interval ½-1/5. A membrane compressor of low pressure ensures preliminary compression of burning gases.
EFFECT: raised efficiency and safety of facility at pumping burning gases under high pressure.
5 dwg, 7 cl

Description

Изобретение относится к компрессорам высокого давления, а именно к жидкостным мультипликаторам для закачивания горючих газов под высоким давлением, например биогаза, получаемого анаэробным сбраживанием в биореакторе или других горючих газов, таких как водород, ацетилен, и т.д., и может быть использовано для заправки баллонов высокого давления.The invention relates to high pressure compressors, in particular to liquid multipliers for pumping combustible gases under high pressure, for example biogas produced by anaerobic digestion in a bioreactor or other combustible gases such as hydrogen, acetylene, etc., and can be used for refueling high pressure cylinders.

Известно устройство для заправки баллонов высокого давления, состоящее из многоступенчатого поршневого компрессора (RU 2298692 C2, 10.05.2007).A device for filling high pressure cylinders is known, consisting of a multi-stage reciprocating compressor (RU 2298692 C2, 05/10/2007).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность данного устройства и высокая взрывоопасность при заправке баллонов высокого давления горючим газом.The disadvantage of this device is the low efficiency of this device and the high explosion hazard when filling high pressure cylinders with combustible gas.

Известно устройство для заправки баллонов высокого давления, представляющее собой компрессор, имеющий цилиндр с устройством обратного клапана впуска газа, в котором перемещается соответствующий ему поршень, имеющий шток с выпускным отверстием, снабженным при необходимости выпускным обратным клапаном и рукоятками удержания, внутри штока выполнен цилиндр малого диаметра, с другой стороны газового цилиндра в его торце подвижно-герметично закреплен шток поршня малого диаметра с рукоятками удержания, шток малого поршня имеет механизм фиксации, его в выдвинутом положении, а поршень большого цилиндра имеет возможность отпирания механизма фиксации малого поршня при окончании своего рабочего хода (RU 2179657 С2, 20.02.2002).A device for refueling high-pressure cylinders is known, which is a compressor having a cylinder with a gas inlet check valve device, in which a piston corresponding to it moves, having a stem with an outlet, equipped with an outlet check valve and holding handles, if necessary, a small diameter cylinder is made inside the stem , on the other side of the gas cylinder, a piston rod of small diameter with retention arms is movably hermetically fixed at its end, the piston rod has a mechanism phi sation, in its extended position, and a large cylinder piston has a small possibility of unlocking of the mechanism locking the piston at the end of its stroke (RU 2179657 C2, 20.02.2002).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность устройства для заправки баллонов высокого давления горючим газом.The disadvantage of this device is the low efficiency of the device for refueling high pressure cylinders with combustible gas.

Известно устройство для заправки баллонов высокого давления, представляющее собой компрессор, содержащий цилиндр с входом и выходом с установленными в них впускным и выпускным газовыми клапанами и поршни, цилиндр выполнен с внутренней перегородкой, разделяющей его на две части, в каждой из которых находится поршень (US 7413418 B2, 19.08.2008).A device for refueling high-pressure cylinders is known, which is a compressor containing an inlet and outlet cylinder with gas inlet and outlet valves and pistons installed in them, the cylinder is made with an internal partition that divides it into two parts, in each of which there is a piston (US 7413418 B2, 08.19.2008).

Недостатком данного устройства также является низкая эффективность устройства для заправки баллонов высокого давления горючим газомThe disadvantage of this device is the low efficiency of the device for refueling high pressure cylinders with combustible gas

Задача изобретения состоит в создании эффективного и безопасного устройства для закачивания горючим газом под высоким давлением баллонов. Горючие газы могут быть, например биогаз, получаемый жидким сбраживанием в биореакторе, метан, водород, ацетилен и т.д.The objective of the invention is to create an effective and safe device for injecting combustible gas under high pressure cylinders. Combustible gases can be, for example, biogas obtained by liquid fermentation in a bioreactor, methane, hydrogen, acetylene, etc.

Эта задача достигается за счет того, что устройство для закачивания горючих газов под высоким давлением в баллоны, содержащее цилиндр с входом и выходом с установленными в них впускным и выпускным газовыми клапанами и поршни, цилиндр выполнен с внутренней перегородкой, разделяющей его на две части, в каждой из которых находится поршень, а в перегородке установлен плунжер, при этом между первым поршнем и перегородкой образована полость, соединенная с впускной магистралью с установленным в ней гидронасосом, электроклапанами и датчиками, а между вторым поршнем и задней частью цилиндра образована полость, соединенная с выпускной магистралью с электроклапанами, связанная со сливным баком, причем в ней установлен датчик крайнего положения упомянутого поршня.This task is achieved due to the fact that the device for pumping combustible gases under high pressure into cylinders, containing a cylinder with inlet and outlet with gas inlet and outlet valves and pistons installed in them, the cylinder is made with an internal partition that divides it into two parts, in each of which has a piston, and a plunger is installed in the baffle, while a cavity is formed between the first piston and the baffle, connected to the intake manifold with a hydraulic pump, electrovalves and sensors installed in it, and ezhdu second piston and cylinder formed by the rear part of the cavity connected to the outlet manifold with the solenoid valves associated with the drainage tank, wherein there is a sensor end position of said piston.

Кроме того в устройстве все датчики давления и положения поршня, электрогидроклапаны соединены с процессором управления.In addition, in the device, all pressure and piston position sensors, electrohydro valves are connected to the control processor.

В магистралях установлены два датчика давления.There are two pressure sensors in the lines.

В магистралях установлен один датчик давления и один датчик крайнего положения газового поршня со стороны впускного и выпускного клапанов газа.In the lines, there is one pressure sensor and one sensor for the extreme position of the gas piston on the side of the gas inlet and outlet valves.

Отношение площади сечения плунжера к площади поршня находится в интервале 1/2-1/5.The ratio of the cross-sectional area of the plunger to the area of the piston is in the range 1 / 2-1 / 5.

Поршни цилиндров выполнены одинакового диаметра.The pistons of the cylinders are made of the same diameter.

На входе устройства дополнительно установлен мембранный компрессор низкого давления.An additional low pressure diaphragm compressor is installed at the inlet of the device.

На фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - 5 показана работа устройства для заправки газом баллонов высокого давления.Figure 1 shows a General view of the device, figure 2 - 5 shows the operation of the device for refueling gas cylinders of high pressure.

Устройство состоит из цилиндра 1 с перегородкой 3, в полости цилиндра с левой стороны находится поршень 2, с правой - поршень 4. С левой стороны цилиндра установлены впускной 6 и выпускной 7 клапаны для впуска и выпуска газа. В центровом отверстии перегородки 3 установлен плунжер 5. Полости Б и Г, образованные поршнями 2, 4 и перегородкой 3, имеют впускные штуцеры 8, 9 и выпускные 14, 15. Впускные штуцеры 8, 9 соединены с электрогидроклапанами 16, 17 и с магистралью слива. Нагнетательная магистраль состоит из насоса 18, электрогидроклапанов 12, 21, обратного клапана 10, штуцеров 8, 9, датчиков давления 11, 13. В задней части цилиндра 1 установлен датчик крайнего положения поршня 22.The device consists of a cylinder 1 with a partition 3, in the cavity of the cylinder on the left side there is a piston 2, on the right - a piston 4. On the left side of the cylinder there are inlet 6 and outlet 7 valves for gas inlet and outlet. A plunger 5 is installed in the center hole of the partition 3. The cavities B and D formed by the pistons 2, 4 and the partition 3 have inlet fittings 8, 9 and outlet 14, 15. The inlet fittings 8, 9 are connected to the electrohydro valves 16, 17 and to the drain line . The discharge line consists of a pump 18, electrohydro valves 12, 21, a check valve 10, fittings 8, 9, pressure sensors 11, 13. At the rear of the cylinder 1, a piston extreme position sensor 22 is installed.

Устройство работает следующим образом, биогаз или другой горючий газ под небольшим давлением поступает в полость А цилиндра 1 и через впускной клапан 6 под действием этого давления поршень 2 двигается, и доходит до перегородки 3 (фиг.2). Плунжер 5 перемещает поршень 4 в крайнее правое положение, в крайнем положении срабатывает датчик положения 22, включающий электрогидроклапан 21 (фиг.3).The device operates as follows, biogas or other combustible gas under low pressure enters the cavity A of cylinder 1 and through the inlet valve 6, under the influence of this pressure, the piston 2 moves and reaches the partition 3 (figure 2). The plunger 5 moves the piston 4 to the extreme right position, in the extreme position, the position sensor 22, including the electrohydrovalve 21, is activated (Fig. 3).

При включении электрогидроклапана 21 масло из бака 20 под действием насоса 18 поступает в полость Б через обратный клапан 10 и штуцер 8. Под действием давления масла в полости Б поршень 2 перемещается, сжимая газ в полости А до рабочего давления насоса 18, при достижении этого давления срабатывает датчик давления ДД 11, и подает сигнал процессору управления на открытие электрогидроклапана 12.When the electrohydro valve 21 is turned on, the oil from the tank 20 under the action of the pump 18 enters the cavity B through the check valve 10 and the nozzle 8. Under the influence of the oil pressure in the cavity B, the piston 2 moves, compressing the gas in the cavity A to the working pressure of the pump 18, when this pressure is reached the pressure sensor DD 11 is activated, and sends a signal to the control processor to open the electrohydrovalve 12.

При включении электрогидроклапана 12 масло под давлением поступает в полость Г, перемещая поршень 4 и плунжер 5 в полость Б, в которой создается давление выше рабочего давления насоса 18 (фиг.4). Обратный клапан 10 закрывает напорную магистраль и не позволяет маслу перетекать из полости Б в полость Г. Поршень 4 двигает плунжер 5 влево и создает в полости Б давление выше рабочего давления насоса 18, газ в полости А сжимается и выходит через выпускной клапан 7 в баллон (на схеме баллон не указан). Полость В всегда соединена с баком 20, на чертеже эта магистраль не показана, по ней происходит слив утечек масла в бак.When the electrohydro valve 12 is turned on, oil under pressure enters the cavity G, moving the piston 4 and the plunger 5 into the cavity B, in which pressure is created above the operating pressure of the pump 18 (Fig. 4). The non-return valve 10 closes the pressure line and prevents the oil from flowing from the cavity B to the cavity G. The piston 4 moves the plunger 5 to the left and creates a pressure in the cavity B above the working pressure of the pump 18, the gas in the cavity A is compressed and exits through the exhaust valve 7 into the cylinder ( the cylinder is not indicated on the diagram). The cavity B is always connected to the tank 20, this line is not shown in the drawing, oil leaks into the tank are drained along it.

Кода поршень 2 достигнет крайнего левого положения, а поршень 4 дойдет до перегородки 3, давление в полости Г достигнет рабочего давления насоса, в этот момент срабатывает датчик давления ДД 13, и подает сигнал процессору управления на открытие электрогидроклапанов 16 и 17, при открывании которых масло из полости Б и Г сливается в бак 20 (фиг.5).When the piston 2 reaches the leftmost position, and the piston 4 reaches the baffle 3, the pressure in the cavity G reaches the working pressure of the pump, at that moment the pressure sensor DD 13 activates, and sends a signal to the control processor to open the electrohydro valves 16 and 17, when opening which oil from the cavity B and D merges into the tank 20 (figure 5).

Цикл повторяется заново.The cycle repeats again.

Давление в полости А, максимальное давление газа, закачиваемого в баллоны высокого давления, будет равно:The pressure in cavity A, the maximum pressure of the gas injected into the high-pressure cylinders, will be equal to:

P=Pн(Sпорш/Sплун),P = P n (S piston / S plunger ),

где Р - максимальное давление газа,where P is the maximum gas pressure,

Рн - рабочее давление насоса,R n - working pressure of the pump,

Sпорш - площадь поршня,S piston is the area of the piston,

Sплун - площадь сечения плунжера.S plun - sectional area of the plunger.

Исследования по оптимизации предлагаемого устройства показали, что соотношение (Sпорш/Sплун) должно находится в диапазоне от 2 до 5.Studies on the optimization of the proposed device showed that the ratio (S piston / S plunger ) should be in the range from 2 to 5.

Для увеличения производительности установки возможно использовать несколько цилиндров, работающих от одного насоса и процессора (предлагаемая установка не показана).To increase the productivity of the installation, it is possible to use several cylinders operating from the same pump and processor (the proposed installation is not shown).

Работоспособность устройства была улучшена, когда вместо второго датчика давления ДД (поз.13), был установлен датчик крайнего положения поршня со стороны впускного и выпускного клапанов (крайнее левое положение). Тогда, при выходе газа из полости А, срабатывает датчик крайнего положения (предлагаемый), который подает сигнал процессору управления на открытие электрогидроклапанов 16 и 17, при открывании их масло из полости Б и Г сливается в бак 20, и цикл повторяется заново (фиг.1).The device’s operability was improved when, instead of the second DD pressure sensor (pos. 13), a piston extreme position sensor was installed on the side of the intake and exhaust valves (extreme left position). Then, when the gas leaves the cavity A, the extreme position sensor (proposed) is triggered, which sends a signal to the control processor to open the electrohydro valves 16 and 17, when they are opened, the oil from the cavity B and D merges into the tank 20, and the cycle repeats (Fig. one).

Хорошие результаты, повышение производительности устройства получены при испытаниях установки, когда газ подается в полость А под давлением 0,2-1,0 МПа. Это давление создается дополнительным мембранным компрессором (дополнительный мембранный компрессор не показан).Good results, increased productivity of the device were obtained during testing of the installation, when gas is supplied to cavity A under a pressure of 0.2-1.0 MPa. This pressure is generated by an additional diaphragm compressor (an additional diaphragm compressor is not shown).

Claims (7)

1. Устройство для закачивания горючих газов под высоким давлением в баллоны, содержащее цилиндр с входом и выходом с установленными в них впускным и выпускным газовыми клапанами и поршни, цилиндр выполнен с внутренней перегородкой, разделяющей его на две части, в каждой из которых находится поршень, отличающееся тем, что в перегородке установлен плунжер, при этом между первым поршнем и перегородкой образована полость, соединенная с впускной магистралью с установленной в ней гидронасосом, электроклапанами и датчиками, а между вторым поршнем и задней частью цилиндра образована полость, соединенная с выпускной магистралью с электроклапанами, связанная со сливным баком, причем в ней установлен датчик крайнего положения упомянутого поршня.1. A device for pumping combustible gases at high pressure into cylinders, containing a cylinder with an inlet and an outlet with gas inlet and outlet valves and pistons installed in them, the cylinder is made with an internal partition that divides it into two parts, in each of which there is a piston, characterized in that a plunger is installed in the baffle, while a cavity is formed between the first piston and the baffle, connected to the intake manifold with a hydraulic pump, electrovalves and sensors installed in it, and between the second piston m and rear cylinder defining a cavity connected to the outlet manifold with the solenoid valves associated with the drainage tank, wherein there is a sensor end position of said piston. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все датчики и электроклапаны соединены с процессором управления.2. The device according to claim 1, characterized in that all the sensors and electrovalves are connected to the control processor. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в магистралях установлены два датчика давления.3. The device according to claim 1, characterized in that two pressure sensors are installed in the lines. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в магистралях установлен один датчик давления и один датчик крайнего положения газового поршня со стороны впускного и выпускного клапанов газа.4. The device according to claim 1, characterized in that in the lines there is one pressure sensor and one sensor for the extreme position of the gas piston on the side of the gas inlet and outlet valves. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение площади сечения плунжера к площади поршня находится в интервале 1/2-1/5.5. The device according to claim 1, characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the plunger to the area of the piston is in the range 1 / 2-1 / 5. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поршни цилиндров выполнены одинакового диаметра.6. The device according to claim 1, characterized in that the pistons of the cylinders are made of the same diameter. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на его входе дополнительно установлен мембранный компрессор низкого давления. 7. The device according to claim 1, characterized in that at its entrance an additional low-pressure membrane compressor is installed.
RU2009103352/06A 2009-02-02 2009-02-02 Facility for pumping burning gases under high pressure RU2399793C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103352/06A RU2399793C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for pumping burning gases under high pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103352/06A RU2399793C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for pumping burning gases under high pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2399793C1 true RU2399793C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42939234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103352/06A RU2399793C1 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Facility for pumping burning gases under high pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399793C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387360A (en) * 2017-06-15 2017-11-24 三汽车制造有限公司 A kind of plunger pump water system and its control method
CN109838571A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 贵州兴建科技有限公司 Hydraulic water discharge valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387360A (en) * 2017-06-15 2017-11-24 三汽车制造有限公司 A kind of plunger pump water system and its control method
CN109838571A (en) * 2017-11-29 2019-06-04 贵州兴建科技有限公司 Hydraulic water discharge valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8899279B2 (en) Method for compressing gaseous fuel for fuelling vehicle and device for implementation thereof
WO2008134542A3 (en) Positive displacement injection pump
MY155493A (en) A fluid injector having a novel inlet valve arrangement
RU2399793C1 (en) Facility for pumping burning gases under high pressure
WO2007130850A3 (en) Single stage to two stage compressor
CN106089629B (en) Gas boosting compressor
CN204755219U (en) Hydraulic pressure compressor
RU170956U1 (en) PISTON CRYOGENIC PUMP
US9879660B2 (en) Pump for removing liquids from vessels under vacuum
CN202718822U (en) Fourth-level gas booster compressor
RU114346U1 (en) Plunger pump
RU173896U1 (en) Free-piston two-stroke hydraulic pump engine
ATE498774T1 (en) INJECTION PUMP FOR A PISTON ENGINE
RU2618362C2 (en) Bellows pump
US740771A (en) Gas-compressing machine.
CN116335913A (en) Low-supercharging hydraulic piston type hydrogen compressor
CN202707402U (en) Two-stage compression double-acting air supercharging compressor
UA140137U (en) COMPRESSOR FOR INJECTING GASES USING A LIQUID PISTON WITH A SOLID MEMBRANE
RU2588347C2 (en) Method of operating piston pump-compressor and device therefor
RU2300192C1 (en) Pulsed sprinkler unit
CN206710218U (en) Automotive steering oil pipe pressure-detecting device
RU15367U1 (en) DEVICE FOR AERATION OF LIQUID
US7318706B2 (en) Valving for multi-stage vacuum pumps
MX2019014826A (en) Backpack sprayer with internal pump.
RU80505U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120203